| 详细介绍： 一、井控设备模型 井控设备模型系指实施油气井压力控制所需的一整套设备、仪器仪表和专用工具。
(一)油气钻井井控设备模型的安全配套标准
为了满足油气井压力控制的要求，井控设备必须能在钻井过程中对地层压力、地层流体、钻井主要参数、钻井液参数等进行准确地监测和预报；当发生溢流、井喷时，能迅速控制井口、节制井眼中流体的排放，并及时泵人压井钻井液使之在维持稳定的井底压力条件下重建井底与地层之间的压力平衡。即使发生井喷失控乃至着火事故，也具备有效的处理条件。因此，标准配套的井控设备应由以下主要部分组成。
1．以液压防喷器模型为主体的钻井井口，又称防喷器组合。其主要包括：
(1)液压防喷器模型；
(2)套管头模型；
(3)四通模型；
(4)过渡法兰模型。
2．液压防喷器控制系统模型。其主要包括：
(1)司钻控制台；
(2)远程控制台；
(3)辅助遥控控制台。
3．以节流管汇为主的井控管汇模型。其主要包括：
(1)节流管汇及液动节流阀控制箱；
(2)放喷管线；
(3)压井管汇；
(4)注水管线；
(5)灭火管线；
(6)反循环管线。
(二)液压防喷器模型组合
液压防喷器模型组合选择包括压力级别、公称尺寸(通径)、组合形式及控制系统的控制点数的选择等。
1．压力级别的选择
液压防喷器组合的工作压力取决于所用套管的抗内压强度、套管鞋处裸眼地层的破裂压力和预计所承受的最大井口压力。但主要是根据防喷器组合预计承受的最大井口压力来决定。
2．通径的选择
防喷器组合的通径取决于井身结构设计中的套管尺寸，即必须略大于所连套管的外径。
(三)环形防喷器模型
1．结构与原理
发生溢流关闭环型防喷器时，从控制系统来的高压油进入关闭腔，推动活塞上行，在顶盖的限制下，迫使胶芯向心运动，支撑筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具，或全封井口。打开时，从控制系统来的高压油进入开启腔，推动活塞下行，胶芯在本身橡胶弹性力作用下复位，将井口打开。
(四)闸板防喷器模型
1．原理
当控制系统高压油进入闸板防喷器左右液压关闭腔时，推动活塞带动闸板轴及闸板总成沿着室内导向筋限定的轨道分别向井口中心移动，实现关井动作。当控制系统高压油进入闸板防喷器左右液压开启腔时，推动活塞带动闸板轴及闸板总成分别向离开井口中心方向移动，实现开井动作。闸板开关由控制系统三位四通换向阀控制，一般在3～8秒内完成开井或关井动作。
液压油流动路线为：
关闭时：液压油经壳体关闭油口→壳体油路→铰链座→侧门油路→液缸油路→缸盖油路+液缸关闭腔。
开启时：液压油经壳体开启油口→壳体油路→铰链座→侧门油路→液缸开启腔。
密封原理：
闸板防喷器模型有四道密封起作用，才能有效地封闭井口，即：
前密封：闸板芯子前缘与钻具之间的密封；
顶密封：闸板芯子顶部与壳体内台阶之间的密封；
侧密封：壳体与侧门之间的密封；
(五)液压防喷器控制系统模型
1．结构与原理
(1)结构
防喷器模型控制系统主要有远程控制台、司钻控制台或辅助控制台。远程控制台位于井口侧前方25米以远的安全处，主要有储能器组、油泵组、阀件及管汇、油箱及底座；司钻控制台位于钻台上司钻操作台后侧，主要有阀件、压力表及壳体；辅助控制台位于值班房内，作为应急备用。
(2)工作原理
控制系统预先用油泵给储能器打满和储备好足够压力、足够数量的压力油。一旦需要，可通过相应三位四通换向阀，迅速将高压油输送到防喷器或管汇阀件油缸中，从而实现对井口的控制。
(六)节流压井管汇模型
节流压井管汇模型是实施油气井压力控制技术必不可少的井控设备。在钻井施工中，一旦发生溢流或井喷，可通过节流压井管汇循环出被浸污的钻井液或泵人加重钻井液压井，以便恢复井底压力平衡，同时可利用节流管汇控制一定的井口回压来维持稳定的井底压力。压井管汇也可用于反循环压井。现将节流压井管汇的功用分述如下：
节流管汇的功用是：
(1)压井时实施节流循环，控制井内流体的流出井口，控制井口回压(立压和套压)，维持井底压力)地层压力，并且保持不变，制止溢流。
(2)起泄压作用，降低井口压力，实现“软关井”。
(3)起分流放喷作用，将溢流物引出井场以外，防止井场着火和人员中毒，确保钻井安全。
压井管汇模型的功用是：
(1)当全封闸板关井时，通过压井管汇往井眼内强行泵入加重钻井液，实现反循环压井。
(2)发生井喷时，通过压井管汇往井眼内强行泵入清水，以防燃烧起火。
(3)发生井喷着火时，过压井管汇往井眼内强行泵注灭火剂，以助灭火。
按其额定工作压力，节流管汇有三种配置形式、压井管汇有两种配置形式。节流压井管汇其额定工作压力应与所用防喷器组合的额定工作压力相一致。从经济上考虑，在开钻时，可安装一套此井将要配置的最高压力节流压井管汇，这就避免了经常随防喷器组合的压力级别的改变而更换节流压井管汇，由此可将节流压井管汇的备用量减到最少。
(七)钻具内防喷工具及钻具旁通阀模型
钻井模型过程中，当地层压力超过井底压力时，钻井液被推动沿钻柱水眼向上喷出，为了保护水龙带不被高压蹩坏，需要使用钻具内防喷工具。它的使用还可起到节约钻井液，保持钻台清洁，减少环境污染的作用。
1．方钻杆上、下旋塞模型
方钻杆上、下旋塞一般采用球阀结构，其开启和关闭多半采用手动方式。上旋塞也有采用气动远程控制方式。联合使用上、下旋塞时，无论方钻杆处于任何位置，都有一个可使用，即当其中一个发生故障时，另一个可起作用。钻井作业时，方钻杆球阀的水眼畅通并不影响钻井液的正常循环。需要关井时，可关闭方钻杆上或下旋塞阻止井内流体沿钻具上窜，用于保护水龙带和立管。为防止起下钻铤过程中发生井喷，钻台上应备有短节或单根，它可连接方钻杆和钻铤。
方钻杆上、下旋塞的安全使用注意事项：
(1)坚持经常开关方钻杆上、下旋塞，如接单根时或定时使用活动方钻杆上、下旋塞，以免锈死无法正常开关。
(2)在接单根后，应及时将关闭的旋塞阀打开，以免造成开泵时蹩泵。
(3)旋塞阀内六方扳手应放在离井口较近的地方，并防止落井或丢失。
2．钻具止回阀模型
按结构形式分，钻具止回阀有碟形、浮球形、箭形、投入式等，它们的使用方法也不相同。有的被连接在钻柱中，有的在需要时才连接在钻柱上，而有的在需要时才投入钻具水眼内起封堵井内压力的作用。钻具止回阀装在钻柱上，允许钻井液自上而下流动，但不允许钻井液向上流动。根据现场使用经验，在正常钻井过程中通常并不装设钻具止回阀。因为把钻具止回阀(投入式除外)长期连接在钻柱上进行钻井作业，其零部件(尤其是密封件)会因钻井液的冲刷、腐蚀而损坏，当发生井喷时就能不封堵水眼。一般情况是将钻具止回阀放在钻台上备用，需要时再连接到钻柱上。
目前，现场大量使用的箭型止回阀性能优于弹簧式碟型回压阀。它受钻井液冲蚀作用小、表面有较高硬度，密封垫采用耐冲蚀、抗腐蚀的尼龙材料，其整体性能好。
投入式止回阀模型由止回阀组件和一个联顶接头组成。联顶接头事先装在靠近钻铤的钻柱部位上，当发生井涌或井喷和进行不压井起下钻作业时，投入钻具水眼的止回阀组件将自动锁紧在联顶接头处即可封堵水眼。需要时还可通过此阀循环出气侵钻井液。止回阀组件除有橡胶密封圈以增强其密封能力外，还有强有力的锁紧细齿使其可靠牢固地锁在联顶接头处。
3．钻具旁通阀模型
钻开油气层前将钻具旁通阀接在靠近钻头的钻柱处，压井作业中钻头水眼被堵时，旁通阀可建立新的循环通道继续实施压井作业。使用方法是：一旦发现钻头水眼被堵而无法解堵时，卸掉方钻杆投球后再接方钻杆使球落至钻具旁通阀阀座处(若钻头水眼未堵死，可用小排量泵送)，开泵后只要泵压升高到一定压力值就剪断固定销，使阀座下行直到排泄孔全部打开，泵压随即下降，从而建立新的循环通道。
旁通阀的安全使用注意事项：
(1)要保持入井钻井液的清洁，以防钻头水眼堵塞，提前打开旁通阀；
(2)旁通阀的钢球应在使用前准备放好，以便需要时能及时取用。
(八)起钻灌钻井液装置、钻井液／气体分离器模型和钻井液循环池液面监测装置
1．起钻灌钻井液装置模型
起钻灌钻井液装置分两类：一类是重力灌注式，另一类是自动灌注式。
(1)重力灌注装置是给井队配置一个刻有计量钻井液标度的灌注小罐(2～3m3)，起钻时当井眼液面下降后，灌注小罐中的钻井液借助其出口与井眼出口管的高度差，利用钻井液的重力将钻井液注入井眼以保持井眼液面的一定高度。灌注小罐的钻井液注完后，可及时泵送补充。
(2)自动灌钻井液装置由传感器、电控柜、显示箱和灌注系统等部份组成。其工作原理是：安装在高架渡槽上的传感器把井眼液流信号转化为电信号输送到电控柜中，由电子控制系统指挥灌注系统按预调时间定时向井内灌注钻井液，并能自动计量和自动停灌，预报井涌和井漏。即：定时灌注；灌满自停；超时报漏；续流报涌。
起钻灌钻井液装置的安装与安全使用注意事项：
(1)起钻灌钻井液装置应安装在司钻易观察的地方，以便观察液面的高低；
(2)应定时清除起钻灌钻井液装置内沉积物，以确保刻度的准确；
(3)为便于计量使用，应另使用一个起钻灌钻井液补充罐。
2．钻井液循环池液面监测装置
该装置用来监测钻井液循环池液面在钻井过程中的变化，并以此判断井眼是否发生溢流或漏失，它是井队尽早发现溢流显示的有效手段。其工作原理是：钻井液循环池液面变化经传感器转化为电压信号(或气压信号)，传输到监测报警仪中，经二次仪表转化为数字显示讯号。钻井人员可随时了解到循环池钻井液总量和增减变化量。配有打印机的监测装置还可定时打印监测数值。该装置也可用于观察起钻灌钻井液时的灌入量。
(九)旋转防喷器模型
旋转防喷器模型安装在井口防喷器组的最上端，即拆掉防溢管换装以旋转防喷器。旋转防喷器可用于异常低压地区，诸如泡沫钻井液钻井、充气钻井液钻井以及空气或天然气钻井。也可用于高压、低渗透、低产量层段。采用低于地层压力当量钻井液密度的钻井液，封闭方钻杆或钻杆与井眼的环空并在所限定的井口压力条件下旋转钻具，实施带压作业，实现欠平衡钻进(UBD，俗称边喷边钻)。还可用于不压井强行起下管串作业。旋转防喷器最关键的技术参数是旋转钻进状态下的动密封压力和转速。
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